Eficiencia Energética en Calefacción y Refrigeración

Eficiencia Energética en Calefacción y
Refrigeración: Aprovechamientos Geotérmicos
mediante Bomba de Calor
VIGO, 18 DE NOVIEMBRE DE 2009
Indice
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„
Dimensionamiento
CEIP Mestre Ramiro Sabell
Oficinas en nave industrial
Casa rural
DIMENSIONAMIENTO DE LAS NECESIDADES DE LA
INSTALACIÓN
1.
Dimensionar las necesidades térmicas y/o refrigeración
2.
Dimensionar las necesidades de ACS
SELECCIÓN DE LA POTENCIA DE LA BOMBA DE CALOR
Y RESTO DE COMPONENTES
DETERMINACIÓN DE LA CAPTACIÓN GEOTÉRMICA
CEIP Mestre Ramiro Sabell en Ponteareas
„
„
„
Instalación situada en
Ponteareas (Pontevedra)
Centro de enseñanza
infantil y primaria
Edificio ampliación de
nueva construcción
DIMENSIONAMIENTO DE LAS NECESIDADES TÉRMICAS
Calefacción
Superficie total a calefactar: 1.000 m2
Sistema de calefacción: suelo radiante
Cargas térmicas del edificio
Zona Climática: C1
Severidad climática en invierno: C
Horas de calefacción estimadas: 1.260 h
Base de cálculo: 58 W/ m2
ACS
Necesidades de 4-6 kW
SELECCIÓN DE BOMBA DE CALOR
TERRA MAX 70 HGL
DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN
GEOTÉRMICA
DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN
NORMA VDI 4640
Se basa en la directriz 4640 de la norma VDI
Datos de partida:
Necesidades térmicas y COP de la bomba de calor
Caudal volumétrico de la bomba de calor
Capacidad térmica específica del terreno
Bomba de Calor Geotérmica TERRA MAX 70 HGL
Potencia entregada (según EN 14511): 66 kW
COP (según EN 14511): 3.8
Potencia Evaporador = ⎡⎣ Potencia Calefacción × ( COP − 1) ⎤⎦ / COP
Potencia Evaporador =
66.0kW × ( 3.8 − 1)
= 48.63 kW
3.8
DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN
DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN
Longitud dela sonda =
Potencia del evaporador (W ) 48.631W
=
= 972.62 m
Capacidad térmica (W / m )
50 W / m
10 sondeos de 100 m
Sonda de PE 100 de doble U Ø32 mm
Ø perforación 150 mm
Distancia entre perforaciones 7 m
DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN
GEOTÉRMICA
DISTRIBUCIÓN DE LAS SONDAS GEOTÉRMICAS Y DRENAJE
DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN
GEOTÉRMICA
ESQUEMA DE LA INSTALACIÓN
INSTALACIÓN
COLECTORES DE 10 VÍAS
ACUMULACIÓN DE INERCIA DE 2.000 l
PRODUCCIÓN DE ACS INSTANTÁNEA DE 25 l/min
ESTUDIO
CONCLUSIONES MEDIOAMBIENTALES
EMISIONES DE CO2 EMITIDAS A LA ATMÓSFERA
BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA
19086,01
30323,92
CALDERA DE GN
31369,57
CALDERA DE PROPANO
36342,23
CALDERA DE GASÓLEO C
0
10000
20000
30000
EMISIONES DE CO2 EMITIDAS (kg/año)
40000
ESTUDIO
CONCLUSIONES ECONÓMICAS
COMPARATIVA DE COSTES ANUALES
BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA
1.510 €
RADIADORES ELÉC. T. NOCT.
3.973 €
CALDERA DE GN
4.555 €
CALDERA DE BIOMASA
4.307 €
CALDERA DE PROPANO
6.267 €
RADIADORES ELÉC. T. NORMAL
8.341 €
CALDERA DE GASÓLEO C
8.008 €
0€
2.000 €
4.000 €
6.000 €
8.000 €
Coste anual de operación (€)
10.000 €
ESTUDIO
CONCLUSIONES ECONÓMICAS
AHORRO TOTAL ACUMULADO EN € (15 AÑOS)
BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (Sin subvención)
CON RESPECTO A CALDERA DE GASÓLEO C
190.843 €
BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (Con subvención)
CON RESPECTO A CALDERA DE GASÓLEO C
213.586 €
BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (Sin subvención)
CON RESPECTO A CALDERA DE PROPANO
120.781 €
BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (Con subvención)
CON RESPECTO A CALDERA DE PROPANO
143.524 €
BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (Sin subvención)
CON RESPECTO A CALDERA DE GAS NATURAL
66.239 €
BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (Con subvención)
CON RESPECTO A CALDERA DE GAS NATURAL
88.982 €
0€
50.000 € 100.000 150.000 200.000 250.000
€
€
€
€
Ahorro total (€)
ESTUDIO
CONCLUSIONES ECONÓMICAS
AMORTIZACIÓN DE LA BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA
200.000 €
150.000 €
100.000 €
50.000 €
0€
-50.000 €
-100.000 €
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
AÑO DE AMORTIZACIÓN
11
12
13
14
BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (sin subvención) FRENTE A CALDERA DE GASÓLEO C
BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (con subvención del 30%) FRENTE A CALDERA DE GASÓLEO C
BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (sin subvención) FRENTE A CALDERA DE PROPANO
BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (con subvención del 30%) FRENTE A CALDERA DE PROPANO
BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (sin subvención) FRENTE A CALDERA DE GN
BOMBA DE CALOR GEOTÉRMICA (con subvención del 30%) FRENTE A CALDERA DE GN
15
Oficinas en Nave Industrial
„
„
„
Instalación situada en
Ponferrada
Nave industrial
Necesidades de
calefacción, frío activo y
ACS
DIMENSIONAMIENTO DE LAS NECESIDADES TÉRMICAS
Calefacción
Superficie total a calefactar: 480 m2
Sistema de calefacción: fan-coils
Cargas térmicas del edificio
Zona Climática: E1
Base de cálculo: 98 W/ m2
Refrigeración
Superficie total a refrigerar: 300 m2
Sistema de calefacción: fan-coils
Zona Climática: E1
Base de cálculo: 85 W/ m2
ACS
Necesidades de 6 kW
SELECCIÓN DE BOMBA DE CALOR
TERRA MAX 50 HGL con proceso reversible
DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN
GEOTÉRMICA
DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN
NORMA VDI 4640
Bomba de Calor Geotérmica TERRA MAX 50 HGL
Potencia entregada (según EN 14511): 46.4 kW
COP (según EN 14511): 3.8
P o ten cia E va p o ra d o r =
Longitud de la sonda =
4 6 .4 kW × ( 3 .8 − 1 )
= 3 4 .2 k W
3 .8
Potencia del evaporador (W ) 34.200 W
=
= 683.8 m
Capacidad térmica (W / m )
50 W / m
7 sondeos de 100 m
Sonda de PE 100 de doble U Ø32 mm
Ø perforación 150 mm
Distancia entre perforaciones 7 m
DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN
GEOTÉRMICA
ESQUEMA DE LA INSTALACIÓN
INSTALACIÓN
COLECTORES DE 7 VÍAS
ACUMULACIÓN DE INERCIA DE
CALEFACCIÓN DE 1.500 l
ACUMULACIÓN DE INERCIA PARA ACS DE
1.000 l
ACUMULACIÓN DE INERCIA PARA FRÍO DE
500 l
PRODUCCIÓN DE ACS INSTANTÁNEA DE 50
l/min
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES MEDIOAMBIENTALES
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES ECONÓMICAS
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES ECONÓMICAS
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES ECONÓMICAS
Casa Rural
„
Instalación situada en Zamora
„
Casa Rural
DIMENSIONAMIENTO DE LAS NECESIDADES TÉRMICAS
Calefacción
Superficie total a calefactar: 175 m2
Sistema de calefacción: suelo radiante
Cargas térmicas del edificio
Zona Climática: D2
Base de cálculo: 88 W/ m2
ACS
Número de habitaciones: 8
Características captación y constructivas del suelo radiante
SELECCIÓN DE BOMBA DE CALOR
TERRA 26 S/W HGL
DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN
GEOTÉRMICA
DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN
NORMA VDI 4640
Bomba de Calor Geotérmica TERRA 26 S/W HGL
Potencia entregada (según EN 14511): 24.2 kW
COP (según EN 14511): 4
Superficie Captación ( m 2 ) =
Superficie Captación =
Cantidad tubo =
Potenciaevaporador (W )
Calorextraccción (W / m 2 )
18.150 W
= 825 m 2
2
22 W / m
Superficie de colector ( m 2 )
Separación entre tubos ( m )
11 circuitos de 100 m
=
825
= 1.031, 25 m
0.8
DIMENSIONAMIENTO DE LA CAPTACIÓN
GEOTÉRMICA
ESQUEMA DE LA INSTALACIÓN
INSTALACIÓN
COLECTORES DE 11 VÍAS
ACUMULACIÓN DE INERCIA DE CALEFACCIÓN Y
ACS DE 1.500 l
PRODUCCIÓN DE ACS INSTANTÁNEA DE 50 l/min
ESTUDIO
CONCLUSIONES MEDIOAMBIENTALES
ESTUDIO
CONCLUSIONES ECONÓMICAS
ESTUDIO
CONCLUSIONES ECONÓMICAS
ESTUDIO
CONCLUSIONES ECONÓMICAS
GRACIAS POR SU ATENCIÓN